Под слоем дорожного покрытия понимается промежуточный структурный слой, который находится между основным, предварительно подготовленным грунтом и дорожным полотном. Эффективная конструкция подушки дорожного покрытия может обеспечить водонепроницаемость и морозостойкость дорожного покрытия, а также повысить прочность и долговечность асфальтируемой дороги.
Требования к материалу дорожных подушек
Для асфальтных дорог общего пользования обычно принимают трёхслойную подушку, для которой нижний слой образуется песком или песчано-щебёночной смесью, а верхний – гравием, вначале крупных, а затем – более мелких фракций. Такой подход минимизирует трудоёмкость укладки и повышает темпы строительства асфальтированных автотрасс. Поскольку устойчивость подложки от внешних климатических и механических воздействий имеет решающее значение, то всё определяет качество уплотнения слоёв подложки. Оно зависит от:
• Равномерности фракций материала;
• Степени удельного давления прикатывания.
• Температуры и влажности воздуха во время обустройства дорожной подушки.
Существует определённая нормируемая высота покрытия и состав компонентов дорожной подушки, которые регламентированы ГОСТ 32703-2014. Для получения качественной прослойки автодороги общего назначения используемый гравий/щебень должен отвечать следующим механическим показателям:
1. Плотность зёрен материала, г/см3 – 2,0…3,5.
2. Процент дробленых зёрен, не менее – 60…80.
3. Марка дробимости – от М400 до М1400.
4. Марка морозостойкости – от F15 до F400.
5. Содержание пыли и глиноподобных частиц, %, не более – 3.
Стандарт оговаривает также допустимое количество вредных компонентов, влияющих на долговечность основного покрытия, предельный уровень активности радионуклидов естественного происхождения и ряд других факторов.
Требования к структуре дорожной подушки
При некачественном прикатывании гравийного слоя часто выявляется такой дефект покрытия как пористость. Она выражается в локальной потере герметичности слоя, что не всегда бывает возможным своевременно выявить. В результате возможны следующие дефекты:
• Искривление дорожной подушки;
• Прогиб материалов под нагрузкой;
• Смещение амортизирующего слоя.
Косвенным следствием допущенных ошибок считается заметная неравномерность оценки механических характеристик слоя, когда граничные результаты выходят на пределы диапазонов, указанных стандартом.
Предотвращение подобных неудач гарантируется следующими подготовительными работами:
1. Подбором только тех марок щебня или гравия, которые отвечают требованиям ГОСТ 32703-2014.
2. Мониторингом готовности техники – грейдеров, вибрационных катков, бульдозеров и т.д.
3. Сушкой материала перед его укладкой.
4. Обеспечением непрерывности процесса формирования дорожной подушки.
Определяя последовательность возведения подушки, следует обратить внимание на то, что каждый её слой должен быть последовательно уплотнён, а толщина после уплотнения должна соответствовать установленным нормам. Для автомобильных дорог общего назначения общая толщина составляет не менее 350 мм.
В том числе:
- щебень крупнозернистых фракций, мм, не менее – 150…200;
- щебёночно-гравийная смесь, мм, не менее - 80…100;
- мелкий гравий, мм, не менее – 40…60.
Каждый из слоёв подушки выполняет свою функцию. Крупнозернистый щебень обеспечивает высокоэффективное дренирование сточных вод, образующихся в результате ливней или таяния снега, щебень средних фракций необходим для равномерного распределения нагрузки на полотно дороги, мелкогравийный слой служит в качестве выравнивающего.
Во избежание расползания дорожной подушки, например, при резко повышенных температурах воздуха, сбоку предусматривается ограждение стены покрытия камнем.
Технология укладки
Формирование дорожной подушки производится в следующей последовательности. Вначале снимается плодородный слой грунта (дёрн) с извлечением корней многолетних растений, поверх которого высыпается песок. Далее при помощи грейдера выполняется распределение песчаного основания по ширине. Если исходная прочность грунта недостаточна, то производят его уплотнение при помощи грунтовых катков. Влажность грунта контролируется методом известкового слоя, который в процессе высушивания изменяет рН грунта, что контролируется индентором.
В процессе обустройства укладки качество готовой подушки непрерывно проверяется по ряду показателей:
• Подстилающий песок по своим эксплуатационным показателям должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-77;
• Ширина подстилающего слоя должна обеспечивать суточный коэффициент фильтрации не менее 2 м (или не менее половины ширины проезжей части асфальтированного полотна);
• Уплотнение песка должно составлять не менее 98% от плотности исходного материала;
• Укладка щебёночно-гравийных слоёв подушки производится непосредственно поле доставки материалов на объект, при условии, что естественная влажность не превышает 6…8 %, в противном случае укладку следует отложить по естественного просушивания;
• Вместе с материалом должны прикладываться результаты лабораторных испытаний качества щебня/гравия, в частности, проверка марки по дробимости или износу истираемостью.
Контроль текущих физико-механических показателей дорожных подушек лучше поручать специализированным лабораториям, которые имеют опыт исполнения подобных заказов.
Сущность лабораторных исследований качества подложки
Оценка состояния дорожной подушки производится комбинацией двух методов – полевого и лабораторного контроля. При полевом контроле, используя GPS-навигатор, оценивается наклон покрытия, его ширина и гладкость прикатывания. С использованием лабораторного испытательного оборудования устанавливается соответствие прочностных характеристик всех компонентов требованиям ГОСТ 32703-2014.
Лаборатория «СтройЭкспертЭкология» производит следующие виды исследований:
1. Гранулометрические исследования однородности фракционного состава составляющих дорожной подушки, с применением лабораторных сит. Сита с квадратными ячейками, размеры которых варьируются от 2D до d/2, позволяют точно определять размеры фракций в пределах 90/10…85/35.
2. Определение объёмной массы материалов, что позволяет оценить степень их пористости. Опыты с песком и мелкодисперсным гравием проводятся как в рыхлом, так и в уплотнённом состоянии при помощи воронок типа ЛОВ. Одновременно устанавливается фактическая влажность материалов.
3. Морозостойкость составляющих дорожной подушки определяется многократным оттаиванием/замораживанием пробы гравия или щебня, который извлекается из морозильной камеры (рабочая температура внутри – не менее -400С).
4. Проверку марки щебня при помощи оценки относительного количества зёрен с пластинчатой или иглообразной формой, для чего используется подвижный шаблон.
5. Износостойкость на истирание при знакопеременных циклах прилагаемой нагрузки, что выражается в относительной потере массы материала.
6. Механическая прочность, которая выясняется по показателю микро-Деваль на лабораторной установке ИМД-10.
По результатам испытаний оформляются сертификаты качества продукции. Воспользовавшись услугами специалистов лаборатории "СтройЭкспертЭкология", можно обезопасить себя от поставок некачественной продукции и существенно увеличить срок эксплуатации асфальтных автомобильных дорог.